CN110215749A - 一种变容积板框式压滤机 - Google Patents

Abstract

一种变容积板框式压滤机，涉及固液分离设备技术领域，在采用常规过滤压力形成滤饼后，进一步利用流体静压力，使设置在滤饼框中的胶囊膨胀来压缩滤饼，使其容积缩小，挤出滤饼中残留的水，以提升脱水效率。和公知隔膜式板框式压滤机相比，胶囊结构简单、制造容易、成本低廉、更换方便，不像公知的可分离隔膜靠两块板框周边压紧密封，受交变压力，极易损伤，也不像公知的不可分离隔膜要与基体焊接。同样，滤布亦无任何开孔，结构简单、更换方便，亦不靠两块板框周边压紧密封，不易损伤；最后，滤布紧贴在刚性的网格式突台上，在二级压滤时，不会随胶囊膨胀而变形，使滤布受到有效保护，不易损伤。设备制造成本和运行费用都低。

Description

一种变容积板框式压滤机

一、所属技术领

本发明涉及固液分离设备技术领域，尤其是一种板框卧式压滤机。

二、背景技术

压滤机是一种将物料通过压力过滤进行固液分离的设备，广泛应用于化工、染料、石油、陶瓷、医药、食品、冶炼及城市污泥处理等，尤其是对城市污泥具有独特的优越性。但是，压滤机由压浆泵产生的压力为过滤推动力，为提升压滤效率，现有技术主要采用提高压浆泵的出口压力，出口压力已由6kg/cm²提高到12kg/cm²。由于浆料(特别是城市污泥)中往往含有砂砾等固体微粒，使进一步提高压浆泵的出口压力受到限制，此外，过高的压浆泵的出口压力，泵的功耗也陡增。因此，目前，用常规板框式压滤机压滤城市污泥的含水量高于75％，极大地增加城市污泥的处置成本。

统计表明，机械脱水的成本约为热力脱水的20％-25％，为降低城市污泥的处置成本，应千方百计地提升机械脱水的效率。

试验表明，城市污泥的滤饼是一种可压缩滤饼，将在常规泵的出口压力6kg/cm²下形成的一级压缩滤饼，继续用外力减少其体积，将其中的外在水挤出滤饼，对提升压滤效率，效果显著。于是诞生了变容积板框式压滤机。

隔膜板框压滤机是一种公知的变容积板框式压滤机，为间歇性固液分离设备。能实现滤板压紧、保压、滤板松开等各道工序。由滤板、隔膜板排列形成一个个一定容积的滤室，滤板有单面和双面带有隔膜两种，在进料泵的压力作用下，将料浆送入滤室，通过过滤介质，将固体和液体进行分离，形成一级滤饼后，向隔膜型腔内注入一定压力的高压流体，使隔膜鼓起里反向对滤饼施压，以达到降低滤饼含水率的目的。在过滤过程结束后，对一级滤饼进行再次高压挤压。得到二级滤饼的含水率能比一级滤饼低10％-40％。

隔膜板框压滤机按进料方式有两钟结构形式，一种是中央进料，另一种是边角进料，它们各有优缺点。

中央进料结构的代表有安德里茨新型压滤机和浙江隆源环境科技股份有限公司生产的隔膜板框式压滤机和德国JVK过滤系统有限公司的膜片式压滤机PCT/Ep2003/012269 200314和中国专利CN200380103113.4。

它们的基本结构相似，有交替排列的普通滤板和带隔膜的滤室，滤室是过滤的空间。滤板的表面有沟槽，内边缘有几何排列的小通道与滤板边角的通道相连。滤板边角上的通孔，当滤板紧闭时构成完整的滤液通道。

当滤板紧闭时，会在滤板中心位置形成中心通道，用来入料和中心反吹。

滤板上凸出部位用以支撑滤布。板、框两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧板、框。它们间的滤布和隔膜起密封垫片的作用。对应地，滤布和隔膜要留有流道孔。

这种结构存在固定板进料孔与连接管道的合理对接困难、固定板上袖筒式滤套安装困难和拆洗困难等问题；而且袖套因皱褶的出现，旋紧连接套筒时的磨伤和损毁而造成严重漏液。此外，隔膜四边需靠板框的四边压紧，压紧力低会发生漏液、漏气，压紧力过高易损伤隔板。两隔膜的中央需用隔膜夹夹紧，不仅另配件数量多，组装麻烦，而且又易泄漏。

在边角进料的隔膜式压滤机中，按隔膜与滤板能否分离分，有可分离隔膜和不可分离隔膜两种。可分离隔膜如WO03/095063A1，WO2006/114235A1所述。它们的缺点是，在非常高的例如超过30bar的过滤压力下，隔膜和基本体之间的连接在压滤机运行时可能会变得不密封；可能发生隔膜完全与基本体分离。

DE3701862A1，DE19943584C2和PCT/Ep2012/066380 2012.08.23和中国专利CN201280052800.7属于不可分离隔膜。它们的缺点是，结构复杂，隔膜与基体必须能焊接，成本高，受压后隔膜变形使滤布同步变形，易损伤滤布。

三、发明内容

为克服上述公知隔膜板框式压滤机存在的缺点，本发明在滤饼框中央设置胶囊，在形成一级滤饼后，往胶囊内充入高压流体，使胶囊膨胀，缩小其容积，压缩滤饼，进一步挤出滤饼中残留的外在水，形成二级滤饼，可显著提升脱水效率。

本发明通过以下技术方案实现：

一种变容积板框式压滤机，是由滤浆进口管，压缩空气进口管，交替排列的多片滤饼框和滤液框，滤布，挂框杆，支架，滤液导出管，接液槽，液压机构所组成，其特征在于：在滤饼框内设置可膨胀的胶囊，在采用常规过滤压力形成滤饼后，向胶囊内充以高压流体，所述高压流体可以是压缩空气或高压水，优选压缩空气，在以下的叙述中，均以压缩空气代表高压流体；利用流体静压力，使胶囊膨胀，缩小滤饼框的容积，将滤饼中的残留水挤出，所逑胶囊的制作材质有天然胶和丁基胶，优选丁基胶；

本发明的进一步方案是，滤浆进口管设置在固定端板的上半部，对应地，在滤液框、滤饼框的上半部，开有左右两个滤浆流道孔，组装后，就形成左右两个滤浆流道，由设置在滤饼框内的左右两个注浆口分别将滤浆注入到胶囊左右两边的腔内，在送浆压力的作用下，滤液透过滤布流往滤液框，由设置在滤液框底部的滤液导出管流入接液槽，再由滤液外输管外输，滤浆中的固体被拦截在滤液框内，形成一级滤饼；

本发明的进一步方案是，压缩空气进口管设置在固定端板的上部中央，对应地，在滤液框、滤饼框的上部中央，开有一个压缩空气流道孔，组装后，就形一个压缩空气流道，压缩空气经压缩空气注入孔充进胶囊，使其膨胀，挤压滤饼，将滤饼中的残留外在水挤出，进一步降低滤饼的含水量，形成二级滤饼；

本发明的进一步方案是，在滤饼框内，设置胶囊挂耳，以挂吊胶囊，并使其处在滤饼框的中央位置上；

本发明的进一步方案是，在滤液框的内部两侧面，设置有刚性网格式突台，用以支撑紧贴其上的两侧滤布，突台四周形成网格式流道，，供滤液作贯流式向下流动；

本发明的进一步方案是，在滤液框的滤布镶嵌在滤布镶槽中，用滤布锁紧条锁定；滤液框的滤布镶嵌在滤布镶槽中，用滤布锁紧条锁定；

本发明的进一步方案是，在滤液框和滤饼框的周边用板框垫片作为静密封件。

下面结合附图，对本发明作进一步的描述。

图1是本发明正视示意图，

图2-1多块滤液框和滤饼框组合放大示意图，

图2-2是一级压滤的滤饼示意图，

图2-3是二级压滤的滤饼示意图图，

图3是滤液框放大示意图(未铺滤布)，

图4是滤饼框放大示意图。

图中：1压缩空气进口管，2，滤浆进口管，3固定端板，4滤液框，5滤饼框，6滤框挂耳，7活动端板，8挂框杆，9液压机构，10支架，11滤液导出管，12接液槽，13滤液外输管，14反吹空气管，15滤布镶槽，16滤布锁紧条，17滤布，18网格式突台，19网格式流道，20集液腔，21流液孔，22滤液导出管，23滤浆流道，24板框垫片，25注浆孔，26胶囊，27导气管，28压缩空气通孔，29滤浆流道孔，30注浆口，31反吹气通孔，32反吹气通道，33胶囊挂耳。

四、具体实施方式

实施例1

含水量为98％城市污水的过滤

将固定端板3，滤液框4，滤饼框5，板框垫片24，活动端板7，用挂耳6挂在挂框杆8上，启动液压机构9，达到规定的锁紧程度。先后将压浆泵的出口与压缩空气滤浆进口管2，压缩空气与压缩空气进口管1和反吹空气进口管14连接牢固，使板框式压滤机处于待用状态。固定端板3，滤液框4，滤饼框5，板框垫片24的对应位置上，分别开有压缩空气通孔28，进浆孔29和反吹气通孔31，当它们被压紧后，分别形成压缩空气流道，滤浆流道23和反吹气流道。(参见图2-1)。

进一步的，关闭空压机和压缩空气进口阀门，启动压浆泵，在泵的出口压力为2kg/cm²条件下，往压滤机滤饼框5内送入含水量为98％的城市污水，滤浆由滤浆进口管2送入，经滤浆流道23，左右两个注浆孔25分别进入到胶囊26左右两半个滤室，在压浆泵压力作用下，滤液透过滤布17，经网格式流道19，流液孔21汇集在集液腔20中，由设置在滤液框4底部滤液导出管11分别导出。起初，滤液由导出管11快速外流，随着流量减少，缓慢逐步提升压浆泵的出口压力，直至达到泵的额定压力6kg/cm²，在此压力下持续过滤，直至由导出管11的滤液基本断流，在滤饼框5内可得到含水量为78-80％的一级滤饼。此时，设置在滤饼框5中央的胶囊26处于压憋状态(参见图2-2)。

本实施例是在每块滤液框底部设置配有阀门的导出管11，滤液单独外排。其优点是，可根据导出管11流出的滤液如有混浊，可判定该滤液框的滤布破损，需要更换。其缺点是操作麻烦。亦可采用角孔将滤液集中后外排，其优缺点与单独外排相反。所述为公知技术，无需赘述。

进一步的，关闭压浆泵和滤浆进口管阀门，启动空压机，将空气包压力设定在10kg/cm²，打开压缩空气进口阀门，往胶囊26充入压缩空气，使胶囊26膨胀，将一级滤饼进行挤压，使残留在其中的外在水继续被挤出，随着压缩空气的压力不断升高，滤饼中的含水量不断下降，当空压机的出口压力达到20kg/cm²时，可得到含水量为65-70％的二级滤饼。当空压机的出口压力达到30kg/cm²时，可得到含水量为50-55％的二级滤饼。(参见图2-3)。

实施例2

含水量为98％城市污水，用返混污泥炭作为助滤剂(按污水中固含量为1∶1返混污泥炭)的过滤。

将固定端板3，滤液框4，滤饼框5，板框垫片24，活动端板7，用挂耳6挂在挂框杆8上，启动液压机构9，达到规定的锁紧程度。先后将压浆泵的出口与压缩空气滤浆进口管2，压缩空气与压缩空气进口管1和反吹空气进口管14连接牢固，使板框式压滤机处于待用状态。固定端板3，滤液框4，滤饼框5，板框垫片24的对应位置上，分别开有压缩空气通孔28，进浆孔29和反吹气通孔31，当它们被压紧后，分别形成压缩空气流道，滤浆流道23和反吹气流道。(参见图2-1)。

进一步的，关闭空压机和压缩空气进口阀门，启动压浆泵，在泵的出口压力为2kg/cm²条件下，往压滤机滤饼框5内送入含水量为98％(返混污泥炭作为助滤剂)3的城市污水，滤浆由滤浆进口管2送入，经滤浆流道23，左右两个注浆孔25分别进入到胶囊26左右两半个滤室，在压浆泵压力作用下，滤液透过滤布17，经网格式流道19，流液孔21汇集在集液腔20中，由设置在滤液框4底部滤液导出管11分别导出。起初，滤液由导出管11快速外流，随着流量减少，缓慢逐步提升压浆泵的出口压力，直至达到泵的额定压力6kg/cm²，在此压力下持续过滤，直至由导出管11的滤液基本断流，在滤饼框5内可得到含水量为65-70％的一级滤饼。此时，设置在滤饼框5中央的胶囊26处于压憋状态(参见图2-2)。

本实施例是在每块滤液框底部设置配有阀门的导出管11，滤液单独外排。其优点是，可根据导出管11流出的滤液如有混浊，可判定该滤液框的滤破损，需要更换。其缺点是操作麻烦。亦可采用角孔将滤液集中后外排，其优缺点与单独外排相反。所述为公知技术，无需赘述。

进一步的，关闭压浆泵和滤浆进口管阀门，启动空压机，将空气包压力设定在10kg/cm²，打开压缩空气进口阀门，往胶囊26充入压缩空气，使胶囊26膨胀，将一级滤饼进行挤压，使残留在其中的外在水继续被挤出，随着压缩空气的压力不断升高，滤饼中的含水量不断下降，当空压机的出口压力达到20kg/cm²时，可得到含水量为55-60％的二级滤饼。当空压机的出口压力达到30kg/cm²时，可得到含水量为30-35％的二级滤饼。(参见图2-3)。

五、有益效果

本发明所用的胶囊为球胆型，只有一个充气接管，别无任何开孔，结构简单、制造容易、成本低廉、更换方便，不像公知的可分离隔膜靠两块板框周边压紧密封，受交变压力，极易损伤，也不像公知的不可分离隔膜要与基体焊接。同样，滤布亦无任何开孔，结构简单、更换方便，亦不靠两块板框周边压紧密封，不易损伤；最后，滤布紧贴在刚性的网格式突台上，在二级压滤时，不会随胶囊膨胀而变形，使滤布受到有效保护，不易损伤。设备制造成本和运行费用都低。

Claims (8)

1.一种变容积板框式压滤机，是由滤浆进口管，交替排列的多片滤饼框，滤液框，滤布，挂框杆，支架，滤液导出管，接液槽，液压机构所组成，其特征在于：在滤饼框中设置胶囊，用吊耳挂吊在滤饼框的中央位置上，在采用常规压浆泵压力形成一级滤饼后，向胶囊内充以高压流体，利用流体静压力，使胶囊膨胀，缩小滤饼框的容积，将滤饼中的残留水挤出，形成二级滤饼。

2.一种如权利要求1所述的变容积板框式压滤机，其特征在于：所述高压流体可以是压缩空气或高压水，优选压缩空气。

3.一种如权利要求1所述的变容积板框式压滤机，其特征在于：制作胶囊的材质有天然胶和丁基胶，优选丁基胶。

4.一种如权利要求1所述的变容积板框式压滤机，其特征在于：在所述滤饼框的上半部，开有左右两个滤浆流道孔，用左右两个注浆口分别将滤浆注入到胶囊左右两边的腔内。

5.一种如权利要求1所述的变容积板框式压滤机，其特征在于：在所述滤饼框的上半部，开有一个高压流体流道孔，高压流体经高压流体注入孔充进胶囊，使其膨胀。

6.一种如权利要求1所述的变容积板框式压滤机，其特征在于：在所述滤液框的内部两侧面，设置有刚性网格式突台，用以支撑紧贴其上的两侧滤布，突台四周形成网格式流道，供滤液作贯流式向下流动。

7.一种如权利要求1所述的变容积板框式压滤机，其特征在于：滤布镶嵌在滤布镶槽中，用滤布锁紧条锁定。

8.一种如权利要求1所述的变容积板框式压滤机，其特征在于：在滤饼框和滤液框的周边用板框垫片作为静密封件。